Uptake of plastic microbeads by ciliate Paramecium aurelia and rotifer Lecane inermis inhabiting natural water bodies

Mikroplastiki to tworzywa sztuczne o długości mniejszej niż 5 mm, powszechnie występujące w środowisku wodnym. Wiele organizmów takich jak małże, skorupiaki, robaki i ryby, może zjadać cząsteczki mikroplastiku. Organizmy te odgrywają ważną rolę w sieci pokarmowej, podobnie jak orzęski i wrotki, u których pobieranie mikrocząstek z tworzyw sztucznych jest nadal mało poznane. W pracy badano połykanie mikrocząstek przez wrotka Lecane inermis i orzęska Paramecium aurelia w różnych stężeniach plastiku i w różnym czasie ekspozycji. W celu pokazania tempa usuwania kulek mikroplastiku i tworzenia wakuoli pokarmowych użyto mikroskopu fluorescencyjnego. Oba badane organizmy miały zdolność do połykania barwionych fluorescencyjnie kulek plastiku o średnicy 2 μm, przy czym ich pobieranie było wyższe w przypadku P. aurelia. Najwyższe zjadanie przez L. inermis wyniosło 1,5 ± 1,47 kulek po 5 min. inkubacji, podczas gdy dla P. aurelia wynosiło 1047.2 ± 414,46 kulek po 10 min. Ponadto, tworzenie wakuoli pokarmowych odzwierciedlało tempo wyjadania mikroplastiku przez P. aurelia, które wzrastało przy wyższym stężeniu kulek aż do 10 min. inkubacji, a następnie zmniejszało się. Natomiast, wskaźnik filtracji utrzymywał się na wyższym poziomie przy niskim stężeniu kulek mikroplastiku. Wyniki te pokazały, że u badanych mikroorganizmów maksymalna zdolność wyjadania kulek plastiku zależy od ich stężenia i czasu ekspozycji.

Microplastics are a small fraction of plastics that are less than 5 mm in length. They are bountiful and widespread pollutants in the aquatic environment. A wide range of organisms as mussels, crustaceans, worms, and fish can ingest microplastic particles. Those organisms play an important role in the food web, similar as ciliates and rotifers which uptake of plastic microbeads remains underexplored. In this work, microplastics ingestion by rotifer Lecane inermis and ciliated protozoa Paramecium aurelia in different concentrations and time exposure was studied. Fluorescent microscopy was used to show the ingestion rate, clearance rate, and formation of food vacuoles. Both tested organisms had the capability to ingest 2 μm in diameter fluorescents polystyrene beads, with uptake being higher in the case of P. aurelia. The highest particle ingestion by L. inermis was 1.5 ± 1.47 particles after 5 min. of incubation, while by P. aurelia, it was 1047.2 ± 414.46 particles after 10 min. Further, food vacuoles formation reflected the ingestion rate of P. aurelia, which increased at higher beads concentration up to 10 min. of incubation, and decreased afterwards. On the contrary, the clearance rate persisted to be higher at low concentration. These findings showed that maximum capacity of microplastics ingestion by those organisms depended on beads concentration and on exposure time.